I N H A L T S V E R Z E I C H N I S

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2 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG I I N H A L T S V E R Z E I C H N I S ERLÄUTERUNG VON FACHAUSDRÜCKEN ZUSAMMENFASSUNG VERANLASSUNG UND VORGEHENSWEISE Aufgabenstellung Beurteilungsmaßstäbe Berechnungsverfahren EINGANGSDATEN Verkehrsdaten Meteorologische Daten HINTERGRUNDBELASTUNG DER LUFT EMISSIONEN Methode zur Bestimmung der Emissionsfaktoren Motorbedingte Emissionsfaktoren Nicht motorbedingte Emissionsfaktoren Tempo 30 (IO-HVS30) Emissionen des untersuchten Straßennetzes IMMISSIONEN Nullfall Planfall Differenzen aus Plan- und Nullfall Fazit LITERATUR...49 ANHANG A1: BEURTEILUNGSWERTE FÜR LUFTSCHADSTOFF- KONZENTRATIONEN AN KFZ-STRASSEN...54

3 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG II ANHANG A2: BERECHNUNGSVERFAHREN PROKAS...58 ANHANG A3: ÜBERSCHREITUNGSHÄUFIGKEIT DER STUNDEN- UND TAGESMITTELWERTE...65 ANHANG A4: FEHLERDISKUSSION...68 Hinweise: Die Tabellen und Abbildungen sind kapitelweise durchnummeriert. Literaturstellen sind im Text durch Name und Jahreszahl zitiert. Im Kapitel Literatur findet sich dann die genaue Angabe der Literaturstelle. Es werden Dezimalpunkte (= wissenschaftliche Darstellung) verwendet, keine Dezimalkommas. Eine Abtrennung von Tausendern erfolgt durch Leerzeichen.

4 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 1 ERLÄUTERUNG VON FACHAUSDRÜCKEN Emission / Immission Als Emission bezeichnet man die von einem Fahrzeug ausgestoßene Luftschadstoffmenge in Gramm Schadstoff pro Kilometer oder bei anderen Emittenten in Gramm pro Stunde. Die in die Atmosphäre emittierten Schadstoffe werden vom Wind verfrachtet und führen im umgebenden Gelände zu Luftschadstoffkonzentrationen, den so genannten Immissionen. Diese Immissionen stellen Luftverunreinigungen dar, die sich auf Menschen, Tiere, Pflanzen und andere Schutzgüter überwiegend nachteilig auswirken. Die Maßeinheit der Immissionen am Untersuchungspunkt ist µg (oder mg) Schadstoff pro m³ Luft (µg/m³ oder mg/m³). Hintergrundbelastung / Zusatzbelastung / Gesamtbelastung Als Hintergrundbelastung werden im Folgenden die Immissionen bezeichnet, die bereits ohne die Emissionen des Straßenverkehrs auf den betrachteten Straßen an den Untersuchungspunkten vorliegen. Die Zusatzbelastung ist diejenige Immission, die ausschließlich vom Verkehr auf dem zu untersuchenden Straßennetz oder der zu untersuchenden Straße hervorgerufen wird. Die Gesamtbelastung ist die Summe aus Hintergrundbelastung und Zusatzbelastung und wird in µg/m³ oder mg/m³ angegeben. Grenzwerte / Vorsorgewerte Grenzwerte sind zum Schutz der menschlichen Gesundheit vom Gesetzgeber vorgeschriebene Beurteilungswerte für Luftschadstoffkonzentrationen, die nicht überschritten werden dürfen, siehe z. B. Neununddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes. Vorsorgewerte stellen zusätzliche Beurteilungsmaßstäbe dar, die zahlenmäßig niedriger als Grenzwerte sind und somit im Konzentrationsbereich unterhalb der Grenzwerte eine differenzierte Beurteilung der Luftqualität ermöglichen. Jahresmittelwert / 98-Perzentilwert / Kurzzeitwert (Äquivalentwert) An den betrachteten Untersuchungspunkten unterliegen die Konzentrationen der Luftschadstoffe in Abhängigkeit von Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Verkehrsaufkommen etc. ständigen Schwankungen. Die Immissionskenngrößen Jahresmittelwert, 98-Perzentilwert (= Konzentrationswert, der in 98 % der Zeit des Jahres unterschritten wird) und weitere Kurzzeitwerte charakterisieren diese Konzentrationen. Der Jahresmittelwert stellt den über das Jahr gemittelten Konzentrationswert dar. Eine Einschränkung hinsichtlich Beurteilung der Luftqualität mit Hilfe des Jahresmittelwertes besteht darin, dass er nichts über Zeiträume mit hohen Konzentrationen aussagt. Eine das ganze Jahr über konstante Konzentration kann zum gleichen Jahresmittelwert führen wie eine zum Beispiel tagsüber sehr hohe und nachts

5 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 2 sehr niedrige Konzentration. Der Gesetzgeber hat deshalb zusätzlich zum Jahresmittelwert so genannte Kurzzeitwerte der Konzentrationen eingeführt. Die Neununddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (39. BImSchV) fordert die Einhaltung von Kurzzeitwerten in Form des Stundenmittelwertes der NO 2 -Konzentrationen von 200 µg/m³, der nicht mehr als 18 Stunden pro Jahr überschritten werden darf, und des Tagesmittelwertes der PM10-Konzentration von 50 µg/m³, der maximal an 35 Tagen überschritten werden darf. Da diese Werte derzeit nicht direkt berechnet werden können, erfolgt die Beurteilung hilfsweise anhand von abgeleiteten Äquivalentwerten auf Basis der 98-Perzentil- bzw. Jahresmittelwerte. Diese Äquivalentwerte sind aus Messungen abgeleitete Kennwerte, bei deren Unterschreitung auch eine Unterschreitung der Kurzzeitwerte erwartet wird. Verkehrssituation Emissionen und Kraftstoffverbrauch der Kraftfahrzeuge (Kfz) hängen in hohem Maße vom Fahrverhalten ab, das durch unterschiedliche Betriebszustände wie Leerlauf im Stand, Beschleunigung, Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit, Bremsverzögerung etc. charakterisiert ist. Das typische Fahrverhalten kann zu so genannten Verkehrssituationen zusammengefasst werden. Verkehrssituationen sind durch die Merkmale eines Straßenabschnitts wie Geschwindigkeitsbeschränkung, Ausbaugrad, Vorfahrtregelung etc. charakterisiert. In der vom Umweltbundesamt herausgegebenen Datenbank Handbuch für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs HBEFA sind für verschiedene Verkehrssituationen Angaben über Schadstoffemissionen angegeben. Feinstaub - PM10/PM2.5 Mit Feinstaub - PM10/PM2.5 werden alle Partikel bezeichnet, die einen größenselektierenden Lufteinlass passieren, der für einen aerodynamischen Partikeldurchmesser von 10 µm bzw. 2.5 µm eine Abscheidewirksamkeit von 50 % aufweist. Die PM10-Fraktion wird auch als inhalierbarer Staub bezeichnet. Die PM2.5-Fraktion gelangt bei Inhalation vollständig bis in die Alveolen der Lunge; sie umfasst auch den wesentlichen Masseanteil des anthropogen erzeugten Aerosols, wie Partikel aus Verbrennungsvorgänge und Sekundärpartikel.

6 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 3 1 ZUSAMMENFASSUNG Die BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh ist von der Stadt Bremerhaven beauftragt worden, die Projektsteuerung für die Planung einer leistungsfähigen Verkehrsanbindung zwischen der A 27 und dem Überseehafen Bremerhaven durchzuführen. Aufbauend auf der Variante 3.2+E (Hafentunnel Cherbourger Straße) soll das Planfeststellungsgutachten erarbeitet werden. Zusätzlich zum Planfall 3.2+E wird der Nullfall als Variante ohne Umsetzung der Baumaßnahme (Tunnel) betrachtet. Die zugrunde gelegten Verkehrszahlen standen für das Jahr 2025 zur Verfügung. Mit diesen Angaben wurden mit Hilfe des Handbuchs für Emissionsfaktoren (HBEFA) der aktuellen Version 3.1 die verkehrsbedingten Emissionen berechnet. Die Immissionskonzentration eines Schadstoffes setzt sich zusammen aus der großräumig vorhandenen Hintergrundbelastung und der verkehrsbedingten Zusatzbelastung. Die Hintergrundbelastung resultiert aus Schadstoffemissionen der Industrie, von Hausbrand und außerhalb des Untersuchungsgebietes liegendem Verkehr sowie aus dem überregionalen Ferntransport von Schadstoffen. Die Hintergrundbelastung ist in Abstimmung mit der zuständigen Behörde für Immissionsschutz für das Bezugsjahr bestimmt und entsprechend einer von Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) anerkannten Methode in das Jahr 2025 fortgeschrieben worden. Die im Untersuchungsgebiet auftretenden Immissionen werden mit dem Ausbreitungsmodell PROKAS berechnet. Betrachtet wurden der Null- und Planfall für das Bezugsjahr Ergebnis Das Untersuchungsgebiet weist im Jahre 2025 eher mittlere Verkehrsstärken auf. Darin haben allerdings die LKW einen großen Anteil am Verkehrsgeschehen. Für das Betrachtungsjahr 2025 beinhaltet das HBEFA 3.1 eine sehr moderne LKW-Flotte. Dadurch fallen die Gesamt-Emissionen verhältnismäßig gering aus. Dieser Entwicklung der Schadstoffminderung kommt die Senkung der Hintergrundbelastung Deutschlandweit und im Untersuchungsgebiet hinzu. Für die 3 betrachteten Schadstoffe werden im Jahr 2025 folgende Immissionen erwartet:

7 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 4 Die NO 2 -Jahresmittelwerte werden im Planfall sowie auch im Nullfall an allen Stellen im Untersuchungsgebiet den Grenzwert von 40 µg/m³ der 39. BImSchV nicht überschreiten. Die 98-Perzentilwerte lassen in beiden Betrachtungsfällen ebenfalls keine Überschreitungen des 1h-Grenzwerts von 200 µg NO 2 /m³ erwarten. Deutliche Entlastungen sind insbesondere an der Cherbourger Straße zu verzeichnen. Geringfügige zusätzliche Belastungen gibt es im Bereich der beiden Tunnelportale, die jedoch weit unterhalb der Grenzwerte liegen. Für den Schadstoff PM10 ergibt sich das gleiche Bild in beiden Betrachtungsvarianten. Der Grenzwert von 40 µg/m³ wird ebenfalls überall eingehalten. Die Konzentrationen erreichen auch hier nur ein leicht erhöhtes Konzentrationsniveau. Ebenso ist von der Einhaltung des strengeren Grenzwerts von maximal 35 Überschreitungen des 50 µg/m³-tagesmittels in beiden Fällen auszugehen. Die ermittelten PM2.5-Konzentrationen erreichen im Maximum eine Zusatzbelastung von 2 µg/m³. Die Gesamtkonzentration bleibt bei einer Vorbelastung von 17 µg/m³ somit unterhalb des Grenzwerts der 39. BImSchV von 25 µg/m³. Die Berechnungsergebnisse für NO 2, PM10 und PM2.5 zeigen, dass die Grenzwerte der Gesetzgebung gemäß 39. BImSchV eingehalten werden. Die Luftschadstoffuntersuchung ermittelt in Wohn-, Erholungs- und sonstigen Gebieten mit längerer Aufenthaltsdauer keine Schadstoffkonzentrationen, die eine Gefährdung der menschlichen Gesundheit laut 50 BImSchG darstellen könnte. Weitere Minderungsmaßnahmen sind aus diesem Grund nicht erforderlich. Die Gesamtbelastungen für andere Luftschadstoffe (wie Benzol, SO 2, CO, Blei etc.) liegen auch an sehr stark befahrenen Straßen immer deutlich unter ihren gesetzlichen Immissionsgrenzwerten und brauchen deshalb nicht prognostiziert zu werden.

8 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 5 2 VERANLASSUNG UND VORGEHENSWEISE 2.1 Aufgabenstellung Die BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh ist von der Stadt Bremerhaven beauftragt worden, die Projektsteuerung für die Planung einer leistungsfähigen Verkehrsanbindung zwischen der A 27 und dem Überseehafen Bremerhaven durchzuführen. Im Rahmen der Vorplanungsphase wurden bereits 2007 und 2009 Luftschadstoffgutachten für unterschiedlichste Planungsvarianten erstellt (Lohmeyer, 2007/2009b). Aufbauend auf der Variante 3.2+E (Hafentunnel Cherbourger Straße) soll das Planfeststellungsgutachten erarbeitet werden. Zusätzlich zum Planfall 3.2+E wird der Nullfall als Variante ohne Umsetzung der Baumaßnahme (Tunnel) betrachtet. Die Variante 32+E beinhaltet einen Hafentunnel von westlich Wurster Straße unter westlichem Abschnitt der Cherbourger Straße, Claus-Groth-Straße und Eichenweg bis östlich Hans-Böckler-Straße mit plangleichem Anschluss am Ostende zur Cherbourger Straße (vgl. Abb. 3.1). 2.2 Beurteilungsmaßstäbe In Tab. 2.1 werden die in der vorliegenden Studie verwendeten und im Anhang A1 erläuterten Beurteilungswerte für die relevanten Autoabgaskomponenten zusammenfassend dargestellt. Diese Beurteilungswerte sowie die entsprechende Nomenklatur werden im vorliegenden Gutachten durchgängig verwendet. Schadstoff Beurteilungswert Zahlenwert in µg/m³ Jahresmittel Kurzzeit NO 2 Grenzwert seit (Stundenwert, maximal 18 Überschreitungen/Jahr) PM10 Grenzwert seit (Tagesmittelwert, maximal 35 Überschreitungen/Jahr) PM2.5 Grenzwert ab Tab. 2.1: Verkehrsrelevante Beurteilungswerte für Luftschadstoffimmissionen nach 39. BImSchV (2010)

9 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 6 Die Beurteilung der Schadstoffimmissionen erfolgt durch den Vergleich relativ zum jeweiligen Grenzwert. Weiter orientiert sich die Bewertung an der Einstufung von Schadstoffimmissionen (siehe Tab. 2.2) durch die Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg (LfU, 1993). Immissionen in % der entsprechenden Bewertung Grenzwerte bis 10 % sehr niedrige Konzentrationen über 10 % bis 25 % niedrige Konzentrationen über 25 % bis 50 % mittlere Konzentrationen über 50 % bis 75 % leicht erhöhte Konzentrationen über 75 % bis 90 % erhöhte Konzentrationen über 90 % bis 100 % hohe Konzentrationen über 100 % bis 110 % geringfügige Überschreitungen über 110 % bis 150 % deutliche Überschreitungen über 150 % hohe Überschreitungen Tab. 2.2: Bewertung von Immissionen nach LfU (1993) 2.3 Berechnungsverfahren Die Verkehrsdaten liegen für den Prognosehorizont 2025 vor. Das derzeit aktuelle Handbuch für Emissionsfaktoren (HBEFA) in seiner Version 3.1 (UBA, 2010) bildet die Grundlage der Emissionsbestimmung. Auf der Grundlage der vom Auftraggeber zur Verfügung gestellten Verkehrsmengen für 2025 werden in Abstimmung mit dem Auftraggeber für dieses Bezugsjahr die von den Kraftfahrzeugen emittierten Schadstoffmengen und -immissionen ermittelt. Die nicht motorbedingten PM10- und PM2.5-Emissionen werden im HBEFA in der aktuellen Fassung noch nicht behandelt. Die PM10- und PM2.5-Emissionsbestimmung erfolgt deshalb auf der Grundlage vorliegender Systematisierungen aus der Literatur. Die im Untersuchungsgebiet auftretenden Immissionen werden mit dem prognostischen Ausbreitungsmodell PROKAS (Anhang A2) berechnet. Die so berechnete Zusatzbelastung, verursacht vom Verkehr, wird mit der großräumig vorhandenen Hintergrundbelastung überlagert. Die Hintergrundbelastung, die im Untersu-

10 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 7 chungsgebiet ohne die Emissionen auf den berücksichtigten Straßen vorläge, wird auf Grundlage von Messdaten und in Abstimmung mit der zuständigen Immissionsschutzbehörde (Senator für Umwelt, Bau, Verkehr und Europa in Bremen) angesetzt.

11 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 8 3 EINGANGSDATEN Für die Emissions- bzw. Immissionsberechnungen sind als Eingangsgrößen die Lage der Straßen, der Bebauung und der sonstigen Emissionsquellen im zu betrachtenden Untersuchungsgebiet und verkehrsspezifische Informationen von Bedeutung. Die Verkehrsdaten, die Verkehrssituationen, die Lagepläne und die digitalen Daten des Bebauungskatasters wurden vom Auftraggeber zur Verfügung gestellt. Weitere Grundlagen der Immissionsberechnungen sind die basierend auf den Verkehrsdaten berechneten Schadstoffemissionen (Kapitel 5), die meteorologischen Daten und die Schadstoffhintergrundbelastung (Kapitel 4). Grundlage der vorliegenden Untersuchung sind u. a. die nachfolgenden Unterlagen: Lage- und Höhenpläne (Auftraggeber) Verkehrsdaten (PGT, 2010) Jahres- und Monatsberichte des Bremer Luftüberwachungssystems BLUES ( Ausbreitungsklassenstatistik DWD-Station Bremerhaven (DWD) Eine Übersicht über das betreffende Gebiet und den berücksichtigten Straßen ist in Abb. 3.1 dargestellt. 3.1 Verkehrsdaten Die Verkehrsdaten wurden für die zu berücksichtigenden Straßen vom Verkehrsgutachter (PGT, 2010) zur Verfügung gestellt. Die Verkehrsbelegungsdaten bestehen aus Angaben der durchschnittlichen Verkehrsstärken (DTV in Kfz/24h) und des LKW-Anteils (>3.5 t zul. GG) auf den einzelnen Straßenabschnitten. Die für die Untersuchung angesetzten Verkehrsdaten im Untersuchungsgebiet sind in Abb. 3.2 (Nullfall) und Abb. 3.3 (Planfall) dargestellt. Der Prognosehorizont für die Verkehrsdaten ist Zur Berechnung der zeitlichen Verteilung der Emissionen werden zusätzlich zu den jahresmittleren Verkehrsstärken und LKW-Anteilen die Verkehrstagesganglinien und die Verkehrsstärken an Werktagen, Samstagen und Sonntagen benötigt, die insbesondere zur Ermittlung der Kurzzeitbelastungen dienen. Diese zeitliche Variation des Verkehrs wurde anhand von Angaben des Verkehrsgutachters sowie typischen Verkehrsganglinien abgeleitet (BASt, 2005a).

12 Übersicht Debstedter Weg Legende berücksichtigte Straßen Tunnel im Planfall Parkstraße Hans-Böckler-Straße Immissionsort mit Nr Parkstraße Wurster Straße Cherbourger Straße Langener Landstraße 7 8 Lotjeweg Auftragnehmer: Meter Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung Datum Zeichen gezeichnet FP geprüft Projekt FJ Abb. 3.1

13 Verkehrsstärke Durchschnittliche Verkehrsstärke DTV in Kfz pro Tag und LKW-Anteil > 3.5t /2.9% Nullfall /2.5% 7 433/1.6% 5 265/4.4% /30.6% /27.9% /38.5% 5 265/4.4% /38.5% /43.6% /2.6% /3% /28.4% /3.1% 9 750/2.1% Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung Datum Zeichen gezeichnet FP geprüft Projekt Meter FJ Abb. 3.2

14 Verkehrsstärke Durchschnittliche Verkehrsstärke DTV in Kfz pro Tag und LKW-Anteil > 3.5t Planfall /2.9% 7 415/1.6% 4 058/2.5% /2.8% 4 206/5.5% /5.9% /4.0% /3.9% /3.0% /34.6% 4 206/5.5% /34.9% /3.6% /59.6% /25.1% /3.0% Auftragnehmer: Meter Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven /2.5% 8 457/2.4% Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung Datum Zeichen gezeichnet FP geprüft FJ Projekt Abb. 3.3

15 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 12 Der durch den Hafen stark beeinflusste Schwerverkehr in Bremerhaven weist hohe Anteile großer LKW auf (vorwiegend Container-Transporte). In Abstimmung mit der Stadtverwaltung Bremerhaven (SPA, 2006) wurden bei der Berechnung der verkehrsbedingten Emissionen folgende Anteile für den Schwerverkehr angesetzt: 78 % voll beladene Sattelzüge 20 % leere Sattelzüge 2 % Zugmaschinen ohne Auflieger. 3.2 Meteorologische Daten Für die vorliegende Studie wird die Ausbreitungsklassenstatistik der Station Bremerhaven für die Jahre 1995 bis 2004 vom Deutschen Wetterdienst (DWD) verwendet. Sie wurde mit den Winddaten und der Bedeckung der Station Bremerhaven gerechnet. Durch den Zeitraum von 10 Jahren ist sichergestellt, dass für die durchgeführten Prognoseberechnungen eine langjährige und zeitlich repräsentative Meteorologie für das Untersuchungsgebiet verwendet wurde. Die DWD-Station befindet sich im Hafenbereich, der Windgeber ist in 10 m über Grund installiert und frei anströmbar. Die effektive Anemometerhöhe unter Berücksichtigung der Rauigkeiten für den Untersuchungsbereich liegt bei 13.4 m. Die häufigsten Windrichtungen liegen um Südwest mit sekundärem Maxima um Nordwest und Ost (Abb. 3.4). Die östlichen Windrichtungen sind mit geringeren Windgeschwindigkeiten verbunden. Die mittlere Windgeschwindigkeit liegt bei 5.1 m/s.

16 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 13 Abb. 3.4: Häufigkeitsverteilung von Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten für die Jahre 1995 bis 2004 an der DWD-Station Bremerhaven (Quelle: DWD)

17 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 14 4 HINTERGRUNDBELASTUNG DER LUFT Die Immissionskonzentration eines Schadstoffes setzt sich zusammen aus der großräumig vorhandenen Hintergrundbelastung und der verkehrsbedingten Zusatzbelastung. Die Hintergrundbelastung resultiert aus Schadstoffemissionen der Industrie, von Hausbrand und außerhalb des Untersuchungsgebietes liegendem Verkehr sowie aus dem überregionalen Ferntransport von Schadstoffen. Es ist die Schadstoffbelastung, die im Untersuchungsgebiet ohne die auf den explizit bei den Ausbreitungsrechnungen berücksichtigten Quellen vorliegen würde. Der Bremer Senat für Bau, Umwelt und Verkehr betreibt das Bremer Luftüberwachungssystem (BLUES) zur kontinuierlichen Immissionsüberwachung. In den Jahres- und Monatsberichten über die Immissionsmesswerte sind u. a. Angaben zu den statistischen Kenngrößen der gemessenen Luftschadstoffe zu finden (BLUES, ). Die im Untersuchungsgebiet liegenden kontinuierlich betriebenen BLUES-Messstationen sind Bremerhaven-Hansastraße, Bremerhaven-Cherbourger Straße und Bremerhaven-Stresemannstraße. Die Station Hansastraße wird vom Betreiber als städtische Hintergrundstation typisiert. Die vorliegenden Daten für o. a. Stationen sind in der Tab. 4.1 aufgeführt. In der Stresemannstraße wurden von September 2005 bis Oktober 2006 für die beiden Schadstoffkomponenten Feinstaub (PM10) und Stickoxide (NO und NO 2 ) die Luftkonzentrationen messtechnisch ermittelt. Hier liegen keine statistischen Jahreskennwerte vor, wohl aber die Auswertungen über ein Jahr für den Zeitraum bis , die in der Tab. 4.1 eingetragen wurden (BLUES, 2006). Die Hintergrundbelastung für das Untersuchungsgebiet wird auf dieser Grundlage abgeschätzt. Dabei wird berücksichtigt, dass auch die Station Hansastraße von Straßenverkehrsemissionen beaufschlagt wird. Für PM2.5 stehen in Bremerhaven keine Messungen über längere Zeiträume zur Verfügung. Die Werte müssen daher aus Messwerten aus Bremen abgeleitet werden. Die in Tab. 4.2 dargestellten Werte wurden in Bremen-Ost in der Osterholzer Heerstraße gemessen. Diese Station ist ebenfalls im BLUES enthalten und wird als Hintergrundstation betrieben. Diese Situation stellt sich gegenüber den Bremerhavener Verhältnissen sicherlich als ungünstiger dar, wird hier aber unter einer Konservativen Betrachtung angesetzt.

18 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 15 Komponente NO 2 - Jahresmittel [µg/m 3 ] NO 2-98-Perzentil [µg/m 3 ] PM10- Jahresmittel [µg/m 3 ] Anzahl PM10- Tagesmittel >50 µg/m³ [-] Zeitraum BHV- Hansastraße BHV-Verkehr Cherbourger Straße BHV-Verkehr Stresemannstra ße # # * # # # # * # # Tab. 4.1: Jahreskenngrößen der Luftschadstoff-Messwerte an den BLUES-Stationen (* 4-Monatsmittel, # Messzeitraum ) Komponente PM2.5 Jahresmittel [µg/m 3 ] Zeitraum Bremen Ost - Osterholzer Heerstraße Tab. 4.2: PM2.5-Jahreskenngrößen der Luftschadstoff-Messwerte

19 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 16 Mit Hilfe von technischen Maßnahmen und politischen Vorgaben wird angestrebt, die Emissionen der o. a. Schadstoffe in den kommenden Jahren in Deutschland zu reduzieren. Deshalb wird erwartet, dass auch die großräumig vorliegenden Luftschadstoffbelastungen im Mittel im Gebiet von Deutschland absinken. Für das zu betrachtende Prognosejahr zeigen Abschätzungen entsprechend der von Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) anerkannten Methoden (Lohmeyer, 2009a) bezogen auf die heutige Situation (Bezugsjahr 2009) Reduktionen der Immissionen um bis zu 30 %. Diese Abschätzungen beziehen sich auf das Gebiet von Deutschland; im Einzelfall kann die Entwicklung der Schadstoffkonzentrationen aufgrund regionaler Emissionsentwicklungen davon abweichen. Für PM2.5 gibt es in o. g. Arbeit eine solche Abschätzung von Reduktionen derzeit nicht. Der Wert vom Bezugsjahr wurde deshalb unverändert in 2025 übernommen. Dies ist eine eher konservative Vorgehensweise, da damit für 2025 der PM2.5-Wert gleich dem für PM10 ist. In Tab. 4.3 sind die Hintergrundbelastung im Untersuchungsgebiet für das Bezugs- und Prognosejahr dargestellt, welche in der Ausbreitungsrechnung Eingang fanden. Schadstoff 2009 [µg/m 3 ] Reduktionsfaktor [-] 2025 [µg/m 3 ] NO 2 -I NO 2 -I PM10-I PM2.5-I Tab. 4.3: Angesetzte Hintergrundbelastungswerte im Untersuchungsgebiet I1=Jahresmittelwert, I2=98-Perzentilwert

20 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 17 5 EMISSIONEN Die Kraftfahrzeuge emittieren bei ihrem Betrieb eine Vielzahl von Schadstoffen. Betrachtet werden die verkehrsrelevanten Luftschadstoffe NO 2, PM10 und PM2.5. Die Gesamtbelastungen für andere Luftschadstoffe (wie Benzol, SO 2, CO, Blei etc.) liegen auch an sehr stark befahrenen Straßen immer deutlich unter ihren gesetzlichen Immissionsgrenzwerten und brauchen deshalb im Folgenden nicht weiter prognostiziert zu werden. Ruß wird nicht betrachtet, da nach Aufhebung der 23. BImSchV durch die 33. BImSchV (2004) keine Beurteilungswerte für Ruß mehr vorliegen. 5.1 Methode zur Bestimmung der Emissionsfaktoren Zur Ermittlung der Emissionen werden die Verkehrsdaten und für jeden Luftschadstoff so genannte Emissionsfaktoren benötigt. Die Emissionsfaktoren sind Angaben über die pro mittlerem Fahrzeug der Fahrzeugflotte und Straßenkilometer freigesetzten Schadstoffmengen. Im vorliegenden Gutachten werden die Emissionsfaktoren für die Fahrzeugarten PKW und LKW unterschieden. Die Fahrzeugart PKW enthält dabei die leichten Nutzfahrzeuge (lnfz) und Motorräder, die Fahrzeugart LKW versteht sich inklusive Lastkraftwagen, Sattelschlepper, Busse usw. Für die Fahrzeugart LKW wurde die besondere, durch den Containerhafen beeinflusste Zusammensetzung berücksichtigt. Die Emissionsfaktoren setzen sich aus motorbedingten und nicht motorbedingten (Reifenabrieb, Staubaufwirbelung etc.) Emissionsfaktoren zusammen. Die Ermittlung der motorbedingten Emissionen erfolgt entsprechend der Richtlinie VDI Kfz-Emissionsbestimmung (VDI, 2003) Motorbedingte Emissionsfaktoren Die motorbedingten Emissionsfaktoren der Fahrzeuge einer Fahrzeugkategorie (PKW, leichte Nutzfahrzeuge, Busse etc.) werden mithilfe des Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs HBEFA Version 3.1 (UBA, 2010) berechnet. Die motorbedingten Emissionen hängen für die Fahrzeugarten PKW und LKW im Wesentlichen ab von

21 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 18 den so genannten Verkehrssituationen ( Fahrverhalten ), das heißt der Verteilung von Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung, Häufigkeit und Dauer von Standzeiten, der sich fortlaufend ändernden Fahrzeugflotte (Anteil Diesel etc.), der Zusammensetzung der Fahrzeugschichten (Fahrleistungsanteile der Fahrzeuge einer bestimmten Gewichts- bzw. Hubraumklasse und einem bestimmten Stand der Technik hinsichtlich Abgasemission, z. B. EURO 2, 3,...) und damit vom Jahr, für welches der Emissionsfaktor bestimmt wird (= Bezugsjahr), der Längsneigung der Fahrbahn (mit zunehmender Längsneigung nehmen die Emissionen pro Fahrzeug und gefahrenem Kilometer entsprechend der Steigung deutlich zu, bei Gefällen weniger deutlich ab) und dem Prozentsatz der Fahrzeuge, die mit nicht betriebswarmem Motor betrieben werden und deswegen teilweise erhöhte Emissionen (Kaltstarteinfluss) haben. Die Zusammensetzung der Fahrzeuge innerhalb der Fahrzeugkategorien wird für das zu betrachtende Bezugsjahr dem HBEFA (UBA, 2010) entnommen. Darin ist die Gesetzgebung bezüglich Abgasgrenzwerten (EURO 2, 3,...) berücksichtigt. Die Längsneigung der Straßen ist aus Höhenplänen oder Lageplänen des Untersuchungsgebietes bekannt, der Kaltstarteinfluss innerorts für PKW wird entsprechend HBEFA angesetzt. Die Verkehrssituationen im Untersuchungsgebiet werden entsprechend den Gegebenheiten auf den einzelnen Streckenabschnitten und den Charakterisierungen aus HBEFA 3.1 zugeordnet. Die im vorliegenden Fall angesetzten Verkehrssituationen sind für den Nullfall in Abb. 5.1 und für die Planvariante in Abb. 5.2 dargestellt.

22 Verkehrssituation und Längsneigung Nullfall 2025 Fahrmuster Auftragnehmer: IO-HVS60 IO-HVS50 IO-Sam50 IO-HVS30 Verkehrszustand flüssig dicht gesättigt Meter Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung Datum Zeichen gezeichnet FP geprüft Projekt Längsneigung Abb /- 0% FJ

23 Verkehrssituation und Längsneigung Planfall 2025 Fahrmuster Längsneigung Auftragnehmer: IO-HVS60 IO-HVS50 IO-Sam50 IO-HVS30 Verkehrszustand flüssig dicht gesättigt Meter Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung Datum Zeichen gezeichnet FP geprüft Projekt Abb /- 0% +/- 4% FJ

24 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 21 Für diese Ausarbeitung werden folgende Verkehrssituationen herangezogen: IO-HVS60 IO-HVS60d IO-HVS60g IO-HVS50 IO-HVS50d IO-HVS50g IO-Sam50 IO-Sam50d IO-Sam50g Hauptverkehrsstraße, städtisch, Tempolimit 60 km/h Hauptverkehrsstraße, städtisch, Tempolimit 60 km/h, dichter Verkehr Hauptverkehrsstraße, städtisch, Tempolimit 60 km/h, gesättigter Verkehr Hauptverkehrsstraße, städtisch, Tempolimit 50 km/h Hauptverkehrsstraße, städtisch, Tempolimit 50 km/h, dichter Verkehr Hauptverkehrsstraße, städtisch, Tempolimit 50 km/h, gesättigter Verkehr Sammelstraße, städtisch, Tempolimit 50 km/h Sammelstraße, städtisch, Tempolimit 50 km/h, dichter Verkehr Sammelstraße, städtisch, Tempolimit 50 km/h, gesättigter Verkehr Nicht motorbedingte Emissionsfaktoren Untersuchungen der verkehrsbedingten Partikelimmissionen zeigen, dass neben den Partikeln im Abgas auch nicht motorbedingte Partikelemissionen zu berücksichtigen sind, hervorgerufen durch Straßen- und Bremsbelagabrieb, Aufwirbelung von auf der Straße aufliegendem Staub etc. Diese Emissionen sind im HBEFA 3.1 nicht enthalten. Sie sind auch derzeit nicht mit gleicher Aussagegüte wie die Emissionen aus Abgasen zu bestimmen. Die Ursache hierfür liegt in der Vielfalt der Einflussgrößen, die bisher noch nicht systematisch parametrisiert wurden und für die es derzeit auch keine allgemeingültigen Aussagen gibt. In der vorliegenden Untersuchung werden die PM10-Emissionen aus Abrieben (Reifen, Bremsen, Kupplung und Straßenbelag) und infolge der Wiederaufwirbelung (Resuspension) von Straßenstaub entsprechend der in BASt (2005b) sowie Düring und Lohmeyer (2004) beschriebenen Vorgehensweise angesetzt. Es sei darauf hingewiesen, dass die dort abgeleiteten Emissionsfaktoren noch auf Basis von Untersuchungen erfolgten, die das HBEFA 2.1 als Grundlage hatten. Eine Anpassung dieses Emissionsanteils an das HBEFA 3.1 steht noch aus. In der vorliegenden Untersuchung werden die nicht motorbedingten PM2.5-Emissionen aus Abrieben (Reifen, Bremsen, Straßenbelag) entsprechend der im Emission Inventory Guidebook von EMEP/CORINAIR (CORINAIR, 2007) beschriebenen Vorgehensweise angesetzt. Eine Differenzierung in verschiedenen Straßentypen (z. B. Bundesautobahn oder Innerorts) ist durch eine dort angegebene Geschwindigkeitsabhängigkeit (für Reifen und Bremsabrieb) möglich. Eine Differenzierung in Verkehrssituationen erfolgte nicht. Für die PM2.5-Emissio-

25 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 22 nen aus Abrieben (Reifen, Bremsen, Straßenbelag) können daraus folgende Werte abgeleitet werden (Tab. 5.1): Reifenabrieb Bremsabrieb Straßenabrieb PM2.5 [mg/(km*kfz)] BAB Innerorts BAB Innerorts BAB Innerorts Leichte Nutzfahrzeuge PKW Schwere Nutzfahrzeuge Motorräder Tab. 5.1: Beitrag zu den PM2.5-Emissionen aus Abrieben (Reifen, Bremsen, Straßenbelag) entsprechend CORINAIR (2007) Die Resuspension von eingetragenem Straßenstaub gehört entsprechend derzeitigem Kenntnisstand eher der Partikelfraktion zwischen 2.5 µm und 10 µm an und werden deshalb bei der Betrachtung von PM2.5 nicht mit berücksichtigt. Abrieb von Kupplungsbelägen wird ebenfalls nicht berücksichtigt, da dieser weitestgehend in den Kupplungsgehäusen zurückgehalten wird. Die Summe aller Abriebe (Reifen, Bremsen, Straßenbelag) ergibt damit entsprechend CORINAIR (2007) die in Tab. 5.2 aufgeführten PM2.5-Emissionsfaktoren. Nicht motorbedingte PM2.5-Emissionsfaktoren [mg/(km*kfz)] BAB Innerorts Leichte Nutzfahrzeuge PKW Schwere Nutzfahrzeuge Motorräder 4 8 Tab. 5.2: Nicht motorbedingte PM2.5-Emissionsfaktoren nach CORINAIR (2007) Es sei darauf verwiesen, dass insbesondere die Emissionsfaktoren für Straßenabrieb von den Autoren wegen fehlender systematischer Untersuchungen mit sehr großen Unsicherheiten bewertet werden. Palmgren et al. (2003) setzt z. B. die PM2.5-Straßenabriebsemissionen auf Basis von Untersuchungen von TNO aus dem Jahr 1997 zu Null. Um auf der sicheren Seite zu liegen, werden die o. a. Emissionsfaktoren verwendet.

26 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 23 Die Bildung von so genannten sekundären Partikeln wird mit der angesetzten Hintergrundbelastung berücksichtigt, soweit dieser Prozess in großen Entfernungen (10 km bis 50 km) von den Schadstoffquellen relevant wird. Für die kleineren Entfernungen sind die sekundären Partikel in den aus Immissionsmessungen abgeleiteten nicht motorbedingten Emissionsfaktoren enthalten Tempo 30 (IO-HVS30) Mithilfe des HBEFA ist bislang keine Prognose der Emissionsänderung infolge von Geschwindigkeitsbeschränkungen möglich. Für Tempo 30 auf Hauptverkehrsstraßen können derzeit weder Emissionsfaktoren noch allgemein gültige Reduktionsfaktoren angegeben werden. Es gibt eine Reihe von Einflussfaktoren (Abstand der Knotenpunkte, Anbaustruktur, Ausbaugrad, Verkehrsbelegung etc.), deren Einfluss sich im Einzelfall stark voneinander unterscheidet, von denen aber das Emissionsminderungspotential in Tempo 30-Zonen stark abhängt. Die Emissionsminderung bei Tempo 30 wird entsprechend der Untersuchungen des LfU Bayern (2003) angesetzt. Zusammengefasst werden zur Berechnung der Emissionen für die Summe aus motorbedingten Emissionen, Reifen-, Brems-, Kupplungs- und Straßenabrieb sowie Wiederaufwirbelung von eingetragenem Straßenstaub die in Tab. 5.3 aufgeführten Emissionsfaktoren verwendet.

27 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 24 Straßenparameter Spezifische Emissionsfaktoren je Kfz [mg/km] Verkehrssituation Längsneigung NO x PM10/PM2.5 (nur Abgas) PM10 (nur Abrieb und Aufwirbelung) PM2.5 (nur Abrieb) PKW LKW PKW LKW PKW LKW PKW LKW IO-HVS50 ±0 % IO-HVS30 ±0 % IO-HVS50 +4 % IO-HVS50-4 % IO-HVS50 ±4 % IO-HVS50d ±0 % IO-HVS30d ±0 % IO-HVS50g ±0 % IO-HVS60 ±0 % IO-HVS60d ±0 % IO-HVS60g ±0 % IO-Sam50 ±0 % IO-Sam50d ±0 % IO-Sam50g ±0 % Tab. 5.3: Emissionsfaktoren in mg/km je Kfz für die betrachteten Straßen im Untersuchungsgebiet für das Bezugsjahr Emissionen des untersuchten Straßennetzes Die im vorliegenden Fall angesetzten Verkehrssituationen sowie die Längsneigungen der betrachteten Straßen (falls ungleich Null durch Unterstrich, Plus oder Minus von den Verkehrssituationen getrennt) sind der Abb. 5.1 (Planungsnullfall) bzw. Abb. 5.2 (Planfall) zu entnehmen, klassifiziert wie im HBEFA (UBA, 2010) für Längsneigungsklassen in 2 %-Stufen. Die Änderungen der Verkehrssituationen zwischen Planungsnullfall und Planfall beruhen im wesentlichen auf den Unterschieden der prognostizierten Verkehrsstärken der beiden Fälle, welches einen Einfluss auf den Verkehrsfluss haben kann. Die Emissionen der betrachteten Schadstoffe NO x, PM10 und PM2.5 werden für jeden der betrachteten Straßenabschnitte ermittelt. Dabei wirken sich sowohl die verschiedenen Ver-

28 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 25 kehrsaufkommen und LKW-Anteile, als auch die unterschiedlichen Verkehrssituationen aus. In den Abb. 5.3 bis Abb. 5.6 sind exemplarisch die streckenbezogenen Verteilungen der Emissionen für die Schadstoffe NO x und PM10 für Nullfall (2025), Planfall (2025) dargestellt. Im Planfall sind in den Abbildungen der Emissionsdichten die Tunnelportale erkennbar (Abb. 5.5 und Abb. 5.6). Sie ergeben sich aus der geplanten Längslüftung des Tunnels, wobei alle im Tunnel entstehenden Emissionen jeweils in Fahrtrichtung an den Portalen anstehen und dort deshalb zu höheren Emissionsdichten führen.

29 NO x -Emission [mg/(m*s)] Nullfall Meter Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung Datum Zeichen gezeichnet MK geprüft FJ Projekt Abb. 5.3

30 PM10-Emission [mg/(m*s)] Nullfall Meter Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung Datum Zeichen gezeichnet MK geprüft FJ Projekt Abb

31 NO x -Emission [mg/(m*s)] Planfall Meter Tunnelportal Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung Tunnelportal Datum Zeichen gezeichnet MK geprüft FJ Projekt Abb. 5.5

32 PM10-Emission [mg/(m*s)] Planfall Meter Tunnelportal Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung Tunnelportal Datum Zeichen gezeichnet MK geprüft FJ Projekt Abb

33 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 30 6 IMMISSIONEN Für das Untersuchungsgebiet ist eine flächendeckende Auskunft über die Immissionssituation durch eine Vielzahl an Untersuchungspunkten gegeben. Für die Untersuchung wurde die Schadstoffkonzentration flächendeckend in Bodennähe (in 1.5 m Höhe) ermittelt. Die horizontale Auflösung der Immissionspunkte beträgt 10 m x 10 m. In die Berechnungen gehen die Emissionen der Kraftfahrzeuge für das Jahr 2025 auf der Grundlage der Verkehrsstärken der berücksichtigten Straßen ein. Diese Emissionen verursachen die verkehrsbedingte Zusatzbelastung im Untersuchungsgebiet. Die Beurteilungswerte beziehen sich immer auf die Gesamtbelastung. Daher wird nur die Gesamtbelastung diskutiert, welche sich aus Zusatzbelastung und großräumig vorhandener Hintergrundbelastung zusammensetzt. Die Ergebnisse für die Leitkomponenten NO 2, PM10 und PM2.5 sind als Gesamtbelastungen (Hintergrundbelastung + verkehrsbedingte Zusatzbelastung) in den jeweiligen Abschnitten getrennt nach Null- und Planfall dargestellt. Die flächenhafte grafische Darstellung erfolgt in Form von farbigen Quadraten. Die Farben sind darin bestimmten Konzentrationsintervallen zugeordnet. Die Zuordnung zwischen Farbe und Konzentration ist jeweils in der Legende angegeben. Bei der Skalierung der Farbstufen für Immissionen wurde der kleinste Wert entsprechend der angesetzten Hintergrundbelastung zugeordnet. Sofern in diese Stufen besondere Kennwerte fallen, werden diese dargestellt (z. B. beim NO 2 -Jahresmittelwert der Grenzwert von 40 µg/m³). Zusätzlich wurden für ausgewählte repräsentative Immissionsorte (IO) (siehe Abb. 3.1) berechnet und in Konzentrationen der NO 2 -Jahresmittelwerte, NO 2 -Perzentilwerte, PM10- und PM2.5-Jahresmittelwerte separat ausgewiesen. 6.1 Nullfall 2025 Die Tab. 6.1 zeigt die an 10 ausgewählten IO ermittelten Schadstoffkonzentrationen. Die Lage dieser Immissionsorte geht aus der Abb. 3.1 hervor. Sie stellen sensible Nutzungen (Altenheim, Wohnbebauung, Spielplatz, Sportplatz, Kindergarten, Schule) im Nahbereich der betrachteten Straßen dar.

34 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 31 Nr. Immissionsort (Nutzung) NO 2 -I1 [µg/m³] NO 2 -I2 [µg/m³] PM10-I1 [µg/m³] PM2.5-I1 [µg/m³] Anzahl der Überschreitungen PM10- TM-Wert von 50 µg/m³ 1 Sportplatz am Nordsee-Stadion Gaußschule Kita Neidenburger Straße Hochhaus Volksbank Altenpflegeheim Wurster Straße Wohnanlage Jägerhof Laborgebäude Langener Landstr Wohnen Baumschulenweg Wohnen Heideweg Gewerbe Am Bredenmoor Spielplatz Kurt-Schumacher-Str Beurteilungswerte Tab. 6.1: NO 2 -, PM10- und PM2.5-Konzentrationen in 1.5 m Höhe sowie die prognostizierte Anzahl an Überschreitungen des PM10-Kurzzeitbelastungsgrenzwertes für ausgewählte Immissionsorte für den Nullfall im Jahr 2025 Stickstoffdioxid (NO 2 ) Die Gesamtbelastungen der NO 2 -Jahresmittelwerte sind in Abb. 6.1 dargestellt. Überschreitungen des NO 2 -Grenswertes der 39. BImSchV von 40 µg/m³ sind im gesamten Untersuchungsgebiet nicht zu erwarten. Der ermittelte Maximalwert von 27 µg/m³ erreicht lediglich ein leicht erhöhtes Konzentrationsniveau. Die Verortung der Werte mit den höchsten NO 2 -Immis-sionen ist entlang der Cherbourger Straße vom Kreuzungsbereich Langener Landstraße bis zur Hans-Böckler-Straße gegeben. Die Schadstoffbelastungen beim Kurzzeitgrenzwert von NO 2 (Abb. 6.2) liegen ebenfalls auf leicht erhöhtem Niveau. Von einer 18-maligen Überschreitung des 200 µg/m³-stundenmittels kann im Jahresverlauf nicht ausgegangen werden. Die Immissionsorte (IO) in Tab. 6.1 zeigen überwiegend mittlere NO 2 -Konzentrationen für Jahresmittel und Kurzzeitwerte. An diesen sensiblen Orten kann ebenfalls nicht von einer Überschreitung der NO 2 -Grenzwerte ausgegangen werden.

35 Gesamtimmissionen NO 2 - Nullfall 2025 Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung NO2-Jahresmittelwert [ g/m³] >40 Grenzwert der 39. BImSchV berücksichtigte Straßen Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Datum Zeichen gezeichnet MH geprüft Projekt Abb FJ Meter

36 Gesamtimmissionen NO 2 - Nullfall 2025 Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung NO2-98-Perzentilwert [ g/m³] > Äquivalentwert zur Beurteilung des Kurzzeit-Grenzwertes der 39. BImSchV berücksichtigte Straßen Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Datum Zeichen gezeichnet MH geprüft Projekt Abb FJ Meter

37 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 34 Feinstaub (PM10) Die flächendeckenden bodennahen PM10-Jahresmittelwerte für den Planfall 2025 sind der Abb. 6.3 zu entnehmen. Die Werte für die Immissionsorte sind in Tab. 6.1 aufgezeigt. Die berechneten bodennahen PM10-Jahresmittelwerte im Nullfall 2025 überschreiten den Grenzwert der 39. BImSchV von 40 µg/m³ an keiner Stelle. Neben dem Grenzwert für das Jahresmittel ist in der 39. BImSchV auch ein 24-Stundengrenzwert für Partikel (PM10) von 50 µg/m³ definiert, der nicht öfter als 35-mal im Jahr überschritten werden darf. Entsprechend den Darstellungen im Anhang A3 wird angesetzt, dass erst bei Unterschreitung des entsprechenden Schwellenwertes von 29 µg/m³ (Jahresmittelwert) auch der PM10-24h-Grenzwert sicher eingehalten wird. Der PM10-24h-Grenzwert ist somit eine strengere Kenngröße als der Jahresmittelgrenzwert. Aus der Ergebnisdarstellung (Abb. 6.3, dort orangefarbene und rote Quadrate) sowie aus Tab. 6.1 ist ersichtlich, dass auch keine Überschreitungen des Schwellenwertes von 29 µg PM10/m³ und Grenzwertüberschreitungen des PM10-Tagesmittelgrenzwertes erwartet werden. Feinstaub(PM2.5) Die höchsten PM2.5-Immissionen im Nullfall 2025 (Abb. 6.4, Tab. 6.1) treten im Kreuzungsbereich Cherbourger Straße/Langender Landstraße mit 19 µg/m³ auf. Der Grenzwert der 39. BImSchV von 25 µg/m³ wird somit im gesamten Untersuchungsgebiet deutlich unterschritten. 6.2 Planfall 2025 Die in Abb. 3.1 dargestellten sensiblen Immissionsorte (IO) werden für den Planfall 2025 mit allen berechneten Schadstoffkonzentrationen in der Tab. 6.2 ausgewiesen.

38 Gesamtimmissionen PM10 - Nullfall 2025 Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung PM10-Jahrsmittelwert [ g/m³] > 40 Grenzwert der 39. BImSchV Äquivalentwert zur Beurteilung des 24-Stunden-Grenzwertes der 39. BImSchV berücksichtigte Straßen Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Datum Zeichen gezeichnet MH geprüft Projekt Abb FJ Meter

39 Gesamtimmissionen PM2.5 - Nullfall 2025 Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung PM2.5-Jahresmittelwert [ g/m³] > 25 Grenzwert der 39. BImSchV berücksichtigte Straßen Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Datum Zeichen gezeichnet MH geprüft Projekt Abb FJ Meter

40 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 37 Nr. Immissionsort (Nutzung) NO 2 -I1 [µg/m³] NO 2 -I2 [µg/m³] PM10-I1 [µg/m³] PM2.5-I1 [µg/m³] Anzahl der Überschreitungen PM10- TM-Wert von 50 µg/m³ 1 Sportplatz am Nordsee-Stadion Gaußschule Kita Neidenburger Straße Hochhaus Volksbank Altenpflegeheim Wurster Straße Wohnanlage Jägerhof Laborgebäude Langener Landstr Wohnen Baumschulenweg Wohnen Heideweg Gewerbe Am Bredenmoor Spielplatz Kurt-Schumacher-Str Beurteilungswerte Tab. 6.2: NO 2 -, PM10- und PM2.5-Konzentrationen in 1.5 m Höhe, sowie die prognostizierte Anzahl an Überschreitungen des PM10-Kurzzeitbelastungsgrenzwertes für ausgewählte Immissionsorte für den Planfall im Jahr Stickstoffdioxid (NO 2 ) Die NO 2 -Jahrsmittelwerte für den Planfall 2025 sind Abb. 6.5 dargestellt. Darin ist der geplante Tunnel und die lufthygienische Wirkung gut ersichtlich. An den Tunnelportalen kommt es durch die Längslüftung zu höheren Schadstoffkonzentrationen. Die NO 2 -Jahresmittelkonzentration erreicht trotz des über 1 km langen Tunnels an beiden Portalen lediglich leicht erhöhte Werte. Der Maximalwert ist 28 µg/m³ und liegt damit weit unter dem Grenzwert von 40 µg/m³ der 39. BImSchV. Entlang der Cherbourger Straße ist die Entlastungswirkung durch den Tunnel und der veränderten Verkehrsströme deutlich zu erkennen (vgl. Abb. 6.1). In Abb. 6.6 sind die Kurzzeit-Konzentrationen dargestellt. Diese erreichen im Maximum 69 µg/m³. Die leicht erhöhten Konzentrationen befinden sich ebenfalls im Portalbereich. Der Äquivalentwert von 130 µg/m³ wird im gesamten Untersuchungsgebiet weit unterschritten und es ist davon auszugehen, dass der Stundenmittelwert von 200 µg/m³ an weniger als 18 Stunden im Jahr erreicht wird.

41 Gesamtimmissionen NO 2 - Planfall 2025 Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung NO2-Jahresmittelwert [ g/m³] > 40 Grenzwert der 39. BImSchV geplanter Tunnel berücksichtigte Straßen Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Datum Zeichen gezeichnet MH geprüft Projekt Abb FJ Meter

42 Gesamtimmissionen NO 2 - Planfall 2025 Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung NO2-98-Perzentilwert [ g/m³] > geplanter Tunnel Äquivalentwert zur Beurteilung des Kurzzeit-Grenzwertes der 39. BImSchV berücksichtigte Straßen Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Datum Zeichen gezeichnet MH geprüft Projekt Abb FJ Meter

43 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 40 Feinstaub (PM10) Der PM10-Jahresmittelwerte (Abb. 6.7) der 15 Punkte (von ca ) mit der höchsten Belastung werden an den Portalen registriert. Die Konzentrationen erreichen dabei ein leicht erhöhtes Niveau ohne den Grenzwert von 40 µg/m³ der 39. BImSchV zu überschreiten. Der Äquivalentwert von 29 µg/m³ lässt Aussagen zur Einhaltung des Kurzzeit-Grenzwertes der 39. BImSchV von max. 35 Überschreitungen des Tagesmittelwerts von 50 µg/m³ zu. Da dieser Wert weder in Abb. 6.7 noch in den sensiblen Bereichen erreicht wird, kann von einem Einhalten des Kurzzeitgrenzwertes für PM10 im gesamten Untersuchungsgebiet ausgegangen werden. Feinstaub (PM2.5) Die Abb. 6.8 zeigt in Portalnähe eine maximale Zusatzbelastung von 2 µg/m³ (Hintergrundbelastung = 17 µg/m³). Dadurch wird der Grenzwert der 39. BImSchV von 25 µg/m³ an allen Stellen im Betrachtungsraum eingehalten. An den sensiblen Punkten in Tab. 6.2 wird der Grenzwert ebenfalls sicher eingehalten. Die Zusatzbelastung in diesen Bereichen wurde mit maximal 1 µg/m³ ermittelt. 6.3 Differenzen aus Plan- und Nullfall 2025 Im Folgenden sind die Differenzen der Gesamtbelastungen von NO 2, PM10 und PM2.5 zwischen dem Null- und Planfall 2025 dargestellt (Abb. 6.9 bis Abb. 6.12). Dabei sind die Jahresmittelwerte errechnet durch Planfall minus Nullfall, d. h. negative Werte (= blaue Farben) zeigen eine Verbesserung der Situation mit der Umsetzung der Maßnahme. Bei positiven Werten (= rote Farben) ist von einer Verschlechterung im Planfall gegenüber dem Nullfall auszugehen. Stickstoffdioxid (NO 2 ) Die Abb. 6.9 und Abb zeigen die Differenzen der Jahresmittelwerte und der 98- Perzentilwerte. Darin sind die gleichen Effekte zu erkennen. Entlang der Cherbourger Straße verbessert sich die NO 2 -Belastung im Planfall, während an den Portalen höhere Werte erwartet werden. Die Unterschiede reichen bei den Jahresmittelwerten bis zu maximal 8 µg/m³, bei den 98-Perzentilwerten sind es maximal 24 µg/m³.

44 Gesamtimmissionen PM10 - Planfall 2025 Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung PM10-Jahresmittelwert [ g/m³] > 40 Grenzwert der 39. BImSchV geplanter Tunnel Äquivalentwert zur Beurteilung des 24-Stunden-Grenzwertes der 39. BImSchV berücksichtigte Straßen Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Datum Zeichen gezeichnet MH geprüft Projekt Abb FJ Meter

45 Gesamtimmissionen PM2.5 - Planfall 2025 Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung PM2.5-Jahresmittelwert [ g/m³] > 25 Grenzwert der 39. BImSchV geplanter Tunnel berücksichtigte Straßen Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Datum Zeichen gezeichnet MH geprüft Projekt Abb FJ Meter

46 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 43 Feinstaub (PM10) Bei den PM10-Jahresmittelwerten fallen die Differenzen tendenziell niedriger aus. Die erreichen maximale Unterschiede zwischen Plan- und Nullfall von 5 µg/m³. In Abb zeigt sich ein vergleichbares Muster der Differenzen gegenüber NO 2, wobei das westlich gelegene Portal geringere Effekte gegenüber dem östlichen Portal aufweist. Feinstaub(PM2.5) Bei den PM2.5-Jahresmittelwerten sind die Unterschiede aus Plan- und Nullfall noch geringer (Abb. 6.12). Das Muster entspricht dem oben beschriebenen, mit derselben Einschränkung wie bei PM10, dass das östliche Portal leicht höhere Differenzen als das westliche Portal erwarten lässt. 6.4 Fazit Das Untersuchungsgebiet weist im Jahre 2025 eher mittlere Verkehrsstärken auf. Darin haben allerdings die LKW einen großen Anteil am Verkehrsgeschehen. Für das Betrachtungsjahr 2025 beinhaltet das HBEFA 3.1 eine sehr moderne LKW-Flotte. Dadurch fallen die Gesamt-Emissionen verhältnismäßig gering aus. Zu dieser Entwicklung der Schadstoffminderung kommt die Senkung der Hintergrundbelastung Deutschlandweit und im Untersuchungsgebiet hinzu. Für die 3 betrachteten Schadstoffe werden im Jahr 2025 folgende Immissionen erwartet: Die NO 2 -Jahresmittelwerte werden im Planfall sowie auch im Nullfall an allen Stellen im Untersuchungsgebiet den Grenzwert von 40 µg/m³ der 39. BImSchV nicht überschreiten. Die 98-Perzentilwerte lassen in beiden Betrachtungsfällen ebenfalls keine Überschreitungen des 1h-Grenzwerts von 200 µg NO 2 /m³ erwarten. Deutliche Entlastungen sind insbesondere an der Cherbourger Straße zu verzeichnen. Geringfügige zusätzliche Belastungen gibt es im Bereich der beiden Tunnelportale, die jedoch weit unterhalb der Grenzwerte liegen. Für den Schadstoff PM10 ergibt sich das gleiche Bild in beiden Betrachtungsvarianten. Der Grenzwert von 40 µg/m³ wird ebenfalls überall eingehalten. Die Konzentrationen erreichen auch hier nur ein leicht erhöhtes Konzentrationsniveau. Ebenso ist von der Einhaltung des

47 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 44 strengeren Grenzwerts von maximal 35 Überschreitungen des 50 µg/m³-tagesmittels in beiden Fällen auszugehen. Die ermittelten PM2.5-Konzentrationen erreichen im Maximum eine Zusatzbelastung von 2 µg/m³. Die Gesamtkonzentration bleibt somit bei einer Vorbelastung von 17 µg/m³ unterhalb des Grenzwerts der 39. BImSchV von 25 µg/m³. Die Berechnungsergebnisse für NO 2, PM10 und PM2.5 zeigen, dass die Grenzwerte der Gesetzgebung gemäß 39. BImSchV eingehalten werden. Die Luftschadstoffuntersuchung ermittelt in Wohn-, Erholungs- und sonstigen Gebieten mit längerer Aufenthaltsdauer keine Schadstoffkonzentrationen, die eine Gefährdung der menschlichen Gesundheit laut 50 BImSchG darstellen könnte. Weitere Minderungsmaßnahmen sind aus diesem Grund nicht erforderlich. Die Gesamtbelastungen für andere Luftschadstoffe (wie Benzol, SO 2, CO, Blei etc.) liegen auch an sehr stark befahrenen Straßen immer deutlich unter ihren gesetzlichen Immissionsgrenzwerten und brauchen deshalb nicht prognostiziert zu werden.

48 Gesamtimmissionen NO 2-Differenz Planfall 2025 minus Nullfall 2025 Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung NO2-Jahresmittelwert [ g/m³] < > 5 geplanter Tunnel berücksichtigte Straßen Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Datum Zeichen gezeichnet MK geprüft Projekt Abb FJ Meter

49 Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung < > 10 geplanter Tunnel berücksichtigte Straßen Auftragnehmer: Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Datum Zeichen gezeichnet MK geprüft Projekt FJ Meter

50 Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung < >2 geplanter Tunnel berücksichtigte Straßen Auftragnehmer: Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Datum Zeichen gezeichnet MK geprüft Projekt FJ Meter

51 Luftschadstoffgutachten für Planfeststellung <=-1 0 >=1 geplanter Tunnel berücksichtigte Straßen Auftragnehmer: Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbh Bremerhaven Datum Zeichen gezeichnet MK geprüft Projekt FJ Meter

52 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 49 7 LITERATUR BImSchG - Bundes-Immissionsschutzgesetz: Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge. 22. BImSchV (2007): Zweiundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Immissionswerte für Schadstoffe in der Luft 22. BImSchV), Neufassung vom 4. Juni In: BGBl Jahrgang 2007 Teil I Nr. 25, ausgegeben zu Bonn am BImSchV (1996): Dreiundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über die Festlegung von Konzentrationswerten BImSchV). In: BGBl. I, Nr. 66, S (mit Erscheinen der 33. BImSchV zurückgezogen). 33. BImSchV (2004): Dreiunddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung zur Verminderung von Sommersmog, Versauerung und Nährstoffeinträgen BImSchV). BGBl I, Nr. 36, S vom BImSchV (2010): Neununddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Luftqualitätsstandards und Emissionshöchstmengen BImSchV). BGBl I, Nr. 40, S vom BASt (2005a): Fortschreibung der Emissionsdatenmatrix des MLuS 02. Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Verkehrstechnik, Heft V 130, Bergisch-Gladbach, August BASt (2005b): PM10-Emissionen an Außerortsstraßen mit Zusatzuntersuchung zum Vergleich der PM10-Konzentrationen aus Messungen an der A 1 Hamburg und Ausbreitungsrechnungen. Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Verkehrstechnik, Heft V 125, Bergisch-Gladbach, Juni BLUES ( ): BLUES Das Bremer Luftüberwachungssystem, Jahrsberichte 2004 bis Hrsg.: Freie Hansestadt Bremen, Der Senator für Bau, Umwelt und Verkehr;

53 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 50 BLUES (2006): BLUES Das Bremer Luftüberwachungssystem, Messprogramm Verkehrsstation Stresemannstraße in Bremerhaven, Messzeitraum Der Senator für Bau, Umwelt und Verkehr; CORINAIR (2007): EMEP/CORINAIR Emission Inventory Guidebook EEA (European Environment Agency). Publish date: 5 Dec In: Technical report No 16/2007. Düring, I., Lohmeyer, A. (2004): Modellierung nicht motorbedingter PM10-Emissionen von Straßen. KRdL-Experten-Forum Staub und Staubinhaltsstoffe, 10./ , Düsseldorf. Hrsg.: Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN - Normenausschuss KRdL, KRdL-Schriftenreihe Band 33. (Siehe auch EG-Richtlinie 96/62/EG (1996): Richtlinie des Rates der Europäischen Union vom 27. September 1996 über die Beurteilung und die Kontrolle der Luftqualität. Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaft vom , Nr. L 296/55. EG-Richtlinie 99/30/EG (1999): Richtlinie des Rates vom 22. April 1999 über Grenzwerte für Schwefeldioxid, Stickstoffdioxid und Stickstoffoxide, Partikel und Blei in der Luft. Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaft vom , Nr. L 163/41. EG-Richtlinie 2000/69/EG (2000): Richtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates vom 16. November 2000 über Grenzwerte für Benzol und Kohlenmonoxid in der Luft. Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaft vom , Nr. L 313/12 ff. EG-Richtlinie 2002/3/EG (2002): Richtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates vom 12. Februar 2002 über den Ozongehalt der Luft. Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaft vom , Nr. L 67/14. EG-Richtlinie 2004/107/EG (2005): Richtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates vom über Arsen, Kadmium, Quecksilber, Nickel und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe in der Luft. Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaft vom , Nr. L23/3. EG-Richtlinie 2008/50/EG (2008): Richtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates vom über Luftqualität und saubere Luft für Europa. Amtsblatt der Europäischen Union vom , Nr. L152/1. Esser, J. (1992): Ausbreitung und Zusammensetzung von Stickoxiden des Kraftfahrzeugverkehrs, Bundesanstalt für Straßenwesen, Bergisch Gladbach.

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55 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 52 Palmgren, F., Wahlin, P., Berkowicz, R., Ketzel, M., Illerup, J. B., Nielsen, M., Winther, M., Glasius, M., Jensen, B. (2003): Aerosols in Danish Air (AIDA). Mid-term report NERI Technical Report No PGT Umwelt und Verkehr GmbH (2010): Verkehrsdaten von Null- und Planfall 2025, von Herrn Losert am sowie am Rabl, P., Dirr, R., Reif, D. und Kottermair, W. (1989): Immissionsmessungen innerhalb und außerhalb von Wohngebäuden an einer stark befahrenen Autobahn. Schriftenreihe Heft 90, Bayerisches Landesamt für Umweltschutz, München. Romberg, E., Niemann, H.-J. und Brilon, W. (1986): Windkanaluntersuchungen über die Ausbreitung von Abgasen an Hochleistungsstraßen. 3. Teilstudie. Forschungsbericht im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen vom Institut für Konstruktiven Ingenieurbau und Lehrstuhl für Verkehrswesen I, Ruhruniversität Bochum. Romberg, E., Bösinger, R., Lohmeyer, A., Ruhnke, R., Röth, E. (1996): NO-NO2-Umwandlungsmodell für die Anwendung bei Immissionsprognosen für Kfz-Abgase. Hrsg.: Gefahrstoffe-Reinhaltung der Luft, Band 56, Heft 6, S SPA - Magistrat der Seestadt Bremerhaven Stadtplanungsamt 61/2 (2006): Grundlagen für die Planung einer verbesserten Hinterlandanbindung des Überseehafens in Bremerhaven - Zusammenfassung, Bremerhaven. Statistische Berichte BW ( ): Immissions-Konzentrationsmessungen. Hrsg.: Statistisches Landesamt Baden-Württemberg, Stuttgart. TA Luft (1986): Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft - TA Luft) vom 27. Februar 1986 (GMBI., 37. J., Nr. 7, S ). UBA (1987) (Fath, J., Lühring, P.-G.): Ausbreitungsrechnungen nach TA Luft. - Anwenderhandbuch zur Durchführung mit dem Programmsystem AUSTAL 86 (UBA-Materialien 2/87). Berlin: Erich Schmidt Verlag, UBA 40/91 (1991) (Ahrens, G.-A., Becker, E.C. et al.): Verkehrsbedingte Luft- und Lärmbelastungen - Emissionen, Immissionen, Wirkungen - (UBA Texte 40/91). Berlin: Umwelt-

56 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 53 bundesamt. Beilage: Emissionsszenarien für den PKW- und Nutzfahrzeugverkehr in Deutschland Berlin: Umweltbundesamt, 1991 (UBA Texte 40/91, Beilage). UBA (2010): Handbuch Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs, Version 3.1/Januar Dokumentation zur Version Deutschland erarbeitet durch INFRAS AG Bern/Schweiz in Zusammenarbeit mit IFEU Heidelberg. Hrsg.: Umweltbundesamt Berlin. UMK (2004): Partikelemissionen des Straßenverkehrs. Endbericht der UMK AG,,Umwelt und Verkehr. Oktober VDI 3782, Blatt 1 (1992): Ausbreitung von Luftverunreinigungen in der Atmosphäre - Gaußsches Ausbreitungsmodell für Luftreinhaltepläne. VDI 3782, Blatt 7 (2003): Umweltmeteorologie - Kfz-Emissionsbestimmung - Luftbeimengungen. Hrsg.: Kommission Reinhaltung der Luft (KRdL) im VDI und DIN - Normenausschuss, Düsseldorf, November 2003.

57 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 54 A N H A N G A1: BEURTEILUNGSWERTE FÜR LUFTSCHADSTOFFKONZENTRATIONEN AN KFZ- STRASSEN

58 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 55 A1 BEURTEILUNGSWERTE FÜR LUFTSCHADSTOFFKONZENTRATIONEN AN KFZ-STRASSEN A1.1 Grenzwerte Durch den Betrieb von Kraftfahrzeugen entstehen eine Vielzahl von Schadstoffen, welche die menschliche Gesundheit gefährden können, z. B. Stickoxide (NO x als Summe von NO und NO 2 ), Kohlenmonoxid (CO), Schwefeldioxid (SO 2 ), Benzol, Partikel, etc. Im vorliegenden Gutachten werden Konzentrationen bzw. Immissionen von Luftschadstoffen ermittelt. Deren Angabe allein vermittelt jedoch weder Informationen darüber, welche Schadstoffe die wichtigsten sind, noch einen Eindruck vom Ausmaß der Luftverunreinigung im Einflussbereich einer Straße. Erst ein Vergleich der Schadstoffkonzentrationen mit schadstoffspezifischen Beurteilungswerten, z. B. Grenz- oder Vorsorgewerten lässt Rückschlüsse auf die Luftqualität zu. Darauf wird im Folgenden eingegangen. Grenzwerte sind rechtlich verbindliche Beurteilungswerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit, der Vegetation oder des Bodens, die einzuhalten sind und nicht überschritten werden dürfen. Die in Deutschland für den Einflussbereich von Straßen maßgebenden Grenzwerte sind in der 39. BImSchV (2010) benannt, dort als Immissionsgrenzwert bezeichnet. Bezüglich verkehrsbedingter Luftschadstoffe sind derzeit NO 2, PM10 und PM2.5 von Bedeutung, gelegentlich werden zusätzlich noch die Schadstoffe Benzol und Kohlenmonoxid betrachtet. Ruß wird nicht betrachtet, weil es nach Erscheinen der 33. BImSchV (2004) und dem damit erfolgten Zurückziehen der 23. BImSchV (1996) dafür keinen gesetzlichen Beurteilungswert mehr gibt. Ruß ist Bestandteil von PM10 und wird damit indirekt erfasst. Verkehrsrelevante Grenzwerte der 39. BImSchV sind in Tab. A1.1 angegeben. Ergänzend zu diesen Grenzwerten nennt die 39. BImSchV Toleranzmargen; das sind in jährlichen Stufen abnehmende Werte, um die der jeweilige Grenzwert innerhalb festgesetzter Fristen überschritten werden darf, ohne in Deutschland die Erstellung von Luftreinhalteplänen zu bedingen. Diese Werte werden als Übergangsbeurteilungswerte bezeichnet, sofern sie aufgrund der zeitlichen Zusammenhänge in den Betrachtungen der Planungen Berücksichtigung finden. Zusätzliche Luftschadstoffe zu den genannten werden meist nicht betrachtet, da deren Immissionen in Deutschland typischerweise weit unterhalb der geltenden Grenzwerte liegen. In der 39. BImSchV (2010) werden auch Zielwerte für PM2.5, Arsen, Kadmium, Nickel und Benzo(a)pyren (BaP) in der Luft als Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion über ein Kalender-

59 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 56 jahr gemittelt festgesetzt. Ein Zielwert ist die nach Möglichkeit in einem bestimmten Zeitraum zu erreichende Immissionskonzentration, um die schädlichen Einflüsse auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt insgesamt zu vermeiden, zu verhindern oder zu verringern. Die verkehrsbedingten Zusatzbelastungen dieser genannten Schadstoffe liegen selbst an stark befahrenen Hauptverkehrsstraßen meist deutlich unterhalb der Hintergrundbelastung und werden deshalb ebenfalls nicht mitbetrachtet. Stoff Mittelungszeit Grenzwert Geltungszeitpunkt NO 2 Stundenmittelwert 200 µg/m 3 maximal 18 Überschreitungen / Jahr seit 2010 NO 2 Jahresmittelwert 40 µg/m 3 seit 2010 Partikel (PM10) Tagesmittelwert 50 µg/m 3 maximal 35 Überschreitungen / Jahr seit 2005 Partikel (PM10) Jahresmittelwert 40 µg/m 3 seit 2005 Partikel (PM2.5) Jahresmittelwert 25 µg/m³ ab 2015 Benzol Jahresmittelwert 5 µg/m 3 seit 2010 Kohlenmonoxid (CO) 8 h gleitender Wert 10 mg/m 3 seit 2005 Tab. A1.1: Immissionsgrenzwerte nach 39. BImSchV (2010) für ausgewählte (verkehrsrelevante) Schadstoffe Der Inhalt der am 11. Juni 2008 in Kraft getretenen EU-Luftqualitätsrichtlinie 2008/50/EG ist mit der 39. BImSchV in nationales Recht umgesetzt. Die Inhalte der 22. BImSchV und 33. BImSchV werden u.a. in der 39. BImSchV zusammengefasst, sodass diese beiden BImSchV aufgehoben werden. Ein neues Element der 39. BImSchV ist die Einführung eines Immissionsgrenzwertes für die Feinstaubfraktion PM2.5 (Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von 2.5 µm), der ab dem 1. Januar 2015 einzuhalten ist. Für davor liegende Jahre werden Toleranzmargen genannt, die hier im Kapitel A1.2 beschrieben werden. A1.2 Vorsorgewerte Da der Vergleich von Luftschadstoffkonzentrationen mit Grenzwerten allein noch nicht ausreichend ist, um eine Luftschadstoffkonzentration zu charakterisieren, gibt es zusätzlich zu den Grenzwerten so genannte Vorsorgewerte bzw. Zielwerte zur langfristigen Verbesserung der Luftqualität.

60 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 57 Die 39. BImSchV weist als Zielwert einen PM2.5-Jahresmittelwert von 25 µg/m³ aus, der bereits heute eingehalten werden sollte. Um die Einhaltung des Immissionsgrenzwertes für PM2.5 von 25 µg/m³ ab den Jahr 2015 einzuhalten, wird eine die Toleranzmarge von 5 µg/m³ erlassen, die sich ab dem 1. Januar 2009 jährlich um ein Siebentel (ca. 0.7 µg/m³) vermindert. In der 39. BImSchV wird als nationales Ziel gefordert, ab dem Jahr 2015 den Indikator für die durchschnittliche PM2.5-Exposition von 20 µg/m³ im Jahresmittel einzuhalten. Die durchschnittliche PM2.5-Exposition für das Referenzjahr 2010 ist vom UBA festzustellen und basiert auf dem gleitenden Jahresmittelwert der Messstationen im städtischen und regionalen Hintergrund für die Jahre 2008 bis Ab dem Jahr 2020 soll als Zielwert eine reduzierte durchschnittliche PM2.5-Exposition eingehalten werden. Das Reduktionsziel beträgt in Abhängigkeit vom Ausgangswert im Referenzjahr 2010 bis zu 20 %, mindestens jedoch soll das Ziel von 18 µg/m³ erreicht werden. A1.3 Europäische Richtlinien zur Bewertung von Luftschadstoffen Die EU-Luftqualitätsrichtlinie 2008/50/EG ist mit ihrer Veröffentlichung im Amtsblatt der Europäischen Union am 11. Juni 2008 in Kraft getreten. Mit der 39. BImSchV hat die Bundesregierung die EU-Richtlinie weitgehend in nationales Recht umsetzt. Im Unterschied zur 39. BImSchV soll nach der EU-Luftqualitätsrichtlinie ab dem Jahr 2020 ein PM2.5-Richtgrenzwert von 20 µg/m 3 im Jahresmittel (Stufe 2 im Anhang XIV) zum Grenzwert werden. Im Jahr 2013 wird dieser Richtgrenzwert von der EU-Kommission anhand zusätzlicher Informationen über die Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt, die technische Durchführbarkeit und die Erfahrungen mit dem Zielwert in den Mitgliedstaaten überprüft.

61 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 58 A N H A N G A2: BERECHNUNGSVERFAHREN PROKAS

62 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 59 A2 BERECHNUNGSVERFAHREN PROKAS A2.1 PROKAS - Berechnungsverfahren zur Bestimmung verkehrserzeugter Schadstoffbelastungen Für die Berechnung der Immission an einem Untersuchungspunkt wird das mathematische Modell PROKAS verwendet, welches den Einfluss des umgebenden Straßennetzes bis in eine Entfernung von mehreren Kilometern vom Untersuchungspunkt berücksichtigt. Damit werden zum Beispiel die NO 2 -Konzentrationen als Folge des Betriebs des Netzes errechnet. Schadstoffbelastungen durch Ferntransport und andere Quellen (zum Beispiel Industrie) werden in der Hintergrundbelastung berücksichtigt. Das Straßennetz besteht aus einer Vielzahl von Emissionsbändern, so genannten Linienquellen, welche die Schadstoffe emittieren. Die Ausbreitung wird mit einem Gaußfahnenmodell oder dem Lagrange'schen Partikelmodell LASAT simuliert. Für die Berechnung der Immissionen in Straßen mit dichter Randbebauung wird ein integriertes Bebauungsmodul eingesetzt (siehe Abschnitt A2.3), in das Ergebnisse einfließen, die auf Berechnungen mit dem mikroskaligen Ausbreitungsmodell MISKAM sowie Ergebnissen aus Windkanalversuchen und Feldexperimenten basieren. Der Gaußansatz entspricht dem Ausbreitungsmodell für Luftreinhaltepläne, Richtlinie VDI 3782 Blatt 1 (VDI, 1992). Die Luftschadstoffe in der Abgasfahne werden mit einer repräsentativen Geschwindigkeit ut transportiert, die sich durch die gewichtete Mittelung des Windprofils u(z) über die Konzentrationsverteilung in der Abgasfahne ergibt. Da sich das vertikale Konzentrationsprofil mit der Entfernung zur Quelle ändert, wird auch ut eine Funktion des Quellabstandes. Dadurch ist gewährleistet, dass die Kontinuitätsgleichung für die Schadstoffmasse in jeder betrachteten Entfernung von der Straße eingehalten wird. Für die Rechnung wird das gesamte Straßennetz in kurze Linienquellen zerlegt und die Emission jeder der Linienquellen auf mehrere Punktquellen verteilt. Der Abstand zwischen den zu einer Linienquelle gehörenden Punktquellen beträgt maximal 1/5 der Entfernung der Punktquelle zum Untersuchungspunkt. Insgesamt wird somit ein Straßennetz je nach seiner Dichte durch einige Punktquellen angenähert. Sensitivitätsuntersuchungen haben gezeigt, dass das Rechenergebnis bei einer weiteren Verkürzung der Abstände zwischen den Punktquellen unbeeinflusst bleibt. Mit diesem Aufteilen in Einzelquellen ist zum Beispiel auch der Fall berücksichtigbar, wenn sich die Emissionen im Verlauf einer Straße ändern, zum Beispiel bei Geschwindigkeitsbeschränkung auf einem Teil einer Straße. Dann emittieren die

63 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 60 Punktquellen, die dieses Straßenstück repräsentieren, mit einer anderen Quellstärke als die Quellen auf dem Straßenstück ohne Geschwindigkeitsbegrenzung. Mit Hilfe der oben aufgeführten Vorgehensweise ist gewährleistet, dass jeder der Straßenzüge gleichzeitig emittieren kann, das heißt, dass jeweils das gesamte Straßennetz emittiert. Damit können auch die Verhältnisse im Nahbereich von Kreuzungen realistisch nachgebildet werden, wo es Aufpunkte gibt, die bei einigen Windrichtungen gleichzeitig von Schadstoffen von mehreren Straßen beaufschlagt werden. Bei der Bestimmung der 98-Perzentilwerte (= Konzentrationen, die in 98 % der Zeit erreicht oder unterschritten werden) ist es in solchen Fällen nicht korrekt, den Einfluss jedes Straßenzuges einzeln zu berechnen und dann später zusammenzufassen. Auch der Einfluss von Lärmschutzmaßnahmen endlicher Länge kann so berücksichtigt werden. Der Einfluss von Lärmschutzmaßnahmen wird den Arbeiten von Romberg et al. (1986) für die Bundesanstalt für Straßenwesen entnommen. Die Wirkung der Lärmschutzwand wird als Anfangsverdünnung interpretiert, indem dem vertikalen Ausbreitungsparameter z ein Wert zo als additiver Term zugeschlagen wird. Das Ausbreitungsmodell ist in der Lage, für jede der Linienquellen einen eigenen Wert für zo zu berücksichtigen. Die Ausbreitungsparameter y und z der Richtlinie VDI 3782 Blatt 1 entsprechen denen der TA Luft 86. Für eine korrekte Bestimmung des 98-Perzentilwertes ist es wichtig, die mit der Tageszeit veränderliche Verkehrsstärke zu berücksichtigen. Dabei kommt es auch auf die korrekte Erfassung der Verkehrs- und damit Emissionsspitzen an. Das Modell berücksichtigt deshalb die Eingabe von 5 verschiedenen Emissionsniveaus und deren Auftretenshäufigkeit. Bezüglich der Meteorologie wird mit 36 verschiedenen Windrichtungsklassen, 9 verschiedenen Windgeschwindigkeitsklassen und 6 verschiedenen Ausbreitungsklassen gerechnet. Die Ausbreitungsklassen berücksichtigen, dass die Verdünnung der Abgase für eine gegebene Windrichtung und Windgeschwindigkeit auch noch von der Stabilität der Atmosphäre abhängt. So ist z. B. die Verdünnung bei "Inversionswetterlagen" schlechter als bei sonnigen "Normalwetterlagen". Insgesamt werden also = Wetterlagen mit den jeweiligen Häufigkeiten berücksichtigt. Wie oben erwähnt, werden bei der Berechnung der Konzentrationen am Aufpunkt Wetterlagen und 5 Emissionsklassen berücksichtigt. Als Rechenergebnis erhält man somit für jeden betrachteten Punkt = unterschiedliche Konzentrationswerte mit der

64 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 61 zugehörigen Häufigkeit, also der Angabe darüber, wie häufig die jeweiligen Konzentrationen pro Jahr auftreten. Aus diesen Ergebnissen wird dann eine Häufigkeitsverteilung hergestellt und es wird derjenige Wert bestimmt, der in 98 % der Zeit unterschritten wird. Dies ist der gesuchte 98-Perzentilwert der Zusatzbelastung. Die Ermittlung der Immissionskenngrößen für die Gesamtbelastung aus den Kenngrößen für die Hintergrundbelastung (Grundbelastung) und die Zusatzbelastung (infolge Verkehrsemissionen auf der betrachteten Straße) erfolgt nach dem in der TA Luft 86 in Anhang D angegebenen Verfahren. Das Straßennetz und die zu betrachtenden Aufpunkte werden über ein Digitalisierprogramm in den Rechner eingelesen oder aus Verkehrsflussmodellen oder Schallberechnungsprogrammen übertragen. Zur Kontrolle der korrekten Eingabe gibt das Programm anschließend eine maßstabsgetreue Grafik mit dem Straßennetz und der Lage der Untersuchungspunkte aus sowie zur genaueren Kontrolle eine Liste mit den (vom Programm errechneten) Abständen der Aufpunkte zu jeder Linienquelle und zusätzlich die Quellstärke, Anzahl der Punktquellen und Länge jeder Linienquelle. Die Ergebnisse der Immissionsberechnungen (Jahresmittelwerte und 98-Perzentilwerte für NO 2 und Jahresmittelwerte für zwei inerte Schadstoffe, zum Beispiel Benzol und Ruß) werden als Datei tabellarisch für jeden Untersuchungspunkt abgespeichert. Die grafische Darstellung ist sowohl in Form von Zahlenwerten an den jeweiligen Untersuchungspunkten möglich als auch mit farbigen Symbolen, wobei die Farbe entsprechend den Konzentrationen gesetzt wird. Zur Überprüfung der korrekten Programmierung wurden Situationen (Einzelquellen, nicht Straßennetze) gerechnet, die dem Anwendungsbereich der TA Luft 86 entsprechen. Die Ergebnisse wurden mit den Ergebnissen des amtlichen Rechenprogramms der TA Luft 86 (UBA, 1987) verglichen. Zur Überprüfung der Plausibilität der Ergebnisse wurden die Abgaskonzentrationen an Dauermessstellen in Karlsruhe sowie Messungen an den Autobahnen A 8 (Stuttgart, Fasanenhof) und A 9 bei Garching (Rabl et al., 1989) mit den jeweiligen Berechnungen nach PROKAS verglichen. Die Übereinstimmung kann als gut bezeichnet werden (siehe Abb. A2.1).

65 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 62 A2.2 Stickoxid-Konversion Von den Fahrzeugen werden die Stickoxide hauptsächlich als NO und nur zu geringen Teilen als NO 2 abgegeben. Auf dem Ausbreitungspfad wandelt sich das NO zu NO 2 um. Die Umwandlungsrate ist zeitabhängig. Mit zunehmendem Abstand von der Straße wird ein immer größerer Anteil des NO in NO 2 umgewandelt. Diese Umwandlungsrate wird anhand einer Vielzahl von Messungen der Stickoxide NO und NO 2 an Messstationen in den alten Bundesländern der Bundesrepublik Deutschland mit dem Verhältnis NO 2 /NO x parametrisiert (Romberg et al., siehe Abb. A2.2). NO x ist die Summe von NO und NO 2, ausgewiesen als NO 2, das heißt jedes Mol (auch von NO) wird mit einer Masse von 46 g gerechnet. Unter den Messstationen sind sowohl stark vom Straßenverkehr beeinflusste, wie z. B. Frankfurt City oder Köln-Neumarkt, als auch solche in gering belasteten Gebieten, wie z. B. Villingen-Schwenningen im Schwarzwald. Die Messwerte sind Veröffentlichungen des Umweltbundesamtes in Berlin (UBA, 1991), des Statistischen Landesamtes Baden-Württemberg in Stuttgart (Statistische Berichte BW, 1985 bis 1991), der Landesanstalt für Immissionsschutz, Nordrhein-Westfalen (LIS, 1985 bis 1991) und der Bundesanstalt für Straßenwesen (Esser, 1992 und 1995) entnommen. Es handelt sich jeweils um Jahreswerte der Jahre 1985 bis 1989 bzw Mit Hilfe der oben genannten Parametrisierung ist für jede NO x -Immission die NO 2 -Immission im Jahresmittel und für den 98-Perzentilwert bekannt. Nach dem zuvor erläuterten Verfahren erhält man die NO x -Immissionen an den Untersuchungspunkten. Der Zusammenhang zwischen der NO 2 - und der NO x -Gesamtbelastung wird aus der Regressionskurve für die Umwandlungsrate NO 2 /NO x (Abb. A2.2) ermittelt. Aus dieser Regressionskurve erhält man den wahrscheinlichsten Wert der NO 2 -Gesamtbelastung.

66 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 63

67 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 64

68 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 65 A N H A N G A3: ÜBERSCHREITUNGSHÄUFIGKEIT DER STUNDEN- UND TAGESMITTELWERTE

69 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 66 A3 ÜBERSCHREITUNGSHÄUFIGKEIT DER STUNDEN- UND TAGESMITTEL- WERTE Die 39. BImSchV definiert u. a. als Kurzzeitgrenzwert für NO 2 einen Stundenmittelwert von 200 µg/m 3, der nur 18 mal im Jahr überschritten werden darf. Entsprechend einem einfachen praktikablen Ansatz basierend auf Auswertungen von Messdaten (Lohmeyer et al., 2000) kann abgeschätzt werden, dass dieser Grenzwert dann eingehalten ist, wenn der 98- Perzentilwert 115 µg/m 3 bis 170 µg/m 3 nicht überschreitet. Die genannte Spannbreite, abgeleitet aus der Analyse von Messdaten verschiedener Messstellen, ist groß; die Interpretationen der Messdaten deuten darauf hin, dass bei einer Unterschreitung des 98-Perzentilwertes von 130 µg/m 3 (= Äquivalentwert) der genannte Grenzwert für die maximalen Stundenwerte eingehalten wird. Zur Ermittlung der in der 39. BImSchV definierten Anzahl von Überschreitungen eines Tagesmittelwertes der PM10-Konzentrationen von 50 µg/m 3 wird ein ähnliches Verfahren eingesetzt. Im Rahmen eines Forschungsprojektes für die Bundesanstalt für Straßenwesen wurde aus 914 Messdatensätzen aus den Jahren 1999 bis 2003 eine gute Korrelation zwischen der Anzahl der Tage mit PM10-Tagesmittelwerten größer als 50 µg/m 3 und dem PM10-Jahresmittelwert gefunden (Abb. A3.1). Daraus wurde eine funktionale Abhängigkeit der PM10-Überschreitungshäufigkeit vom PM10-Jahresmittelwert abgeleitet (BASt, 2005). Die Regressionskurve nach der Methode der kleinsten Quadrate ( best fit ) und die mit einem Sicherheitszuschlag von einer Standardabweichung erhöhte Funktion ( best fit + 1 sigma ) sind ebenfalls in der Abb. A3.1 dargestellt. Im Oktober 2004 stellte die Arbeitsgruppe Umwelt und Verkehr der Umweltministerkonferenz (UMK) aus den ihr vorliegenden Messwerten der Jahre 2001 bis 2003 eine entsprechende Funktion für einen best fit vor (UMK, 2004). Diese Funktion zeigt bis zu einem Jahresmittelwert von ca. 40 µg/m 3 einen nahezu identischen Verlauf wie der o. g. best fit nach BASt (2005). Im statistischen Mittel wird somit bei beiden Datenauswertungen die Überschreitung des PM10-Kurzzeitgrenzwertes bei einem PM10-Jahresmittelwert von 31 µg/m 3 erwartet. Im vorliegenden Gutachten wird wegen der Unsicherheiten bei der Berechnung der PM10- Emissionen sowie wegen der von Jahr zu Jahr an den Messstellen beobachteten meteorologisch bedingten Schwankungen der Überschreitungshäufigkeiten eine konservative Vorgehensweise gewählt. Dazu wird die in BASt (2005) angegebene best fit -Funktion um einen Sicherheitszuschlag von einer Standardabweichung erhöht. Mehr als 35 Überschreitungen

70 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 67 eines Tagesmittelwertes von 50 µg/m 3 (Grenzwert) werden mit diesem Ansatz für PM10- Jahresmittelwerte ab 29 µg/m 3 abgeleitet. Dieser Ansatz stimmt mit dem vom Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen vorgeschlagenen Vorgehen überein (LUA NRW, 2006) Anzahl PM10-Tagesmittel > 50 µg/m Grenzwert Messwerte best fit best fit + 1sigma Anzahl = PM10-Jahresmittel [µg/m 3 ] Abb.A3.1: Anzahl der Tage mit mehr als 50 µg PM10/m 3 im Tagesmittel in Abhängigkeit vom PM10-Jahresmittelwert für Messstationen der Länder und des Umweltbundesamtes ( ) sowie die daraus abgeleiteten Funktionen (BASt, 2005)